JPH05171580A - 高強度ワイヤロープ - Google Patents
高強度ワイヤロープInfo
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- JPH05171580A JPH05171580A JP35393391A JP35393391A JPH05171580A JP H05171580 A JPH05171580 A JP H05171580A JP 35393391 A JP35393391 A JP 35393391A JP 35393391 A JP35393391 A JP 35393391A JP H05171580 A JPH05171580 A JP H05171580A
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- D07B1/165—Ropes or cables with an enveloping sheathing or inlays of rubber or plastics characterised by a plastic or rubber inlay
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Abstract
(57)【要約】
【目的】強度が高くしかも径が細く軽量な性能を持ちク
レーン用などとして好適なこの種のワイヤロープを提供
することにある。 【構成】複数本の多層よりストランドを撚りあわせて構
成した心入りのワイヤロープにおいて、ロープ心と複数
本の側ストランドの素線として引張り強度が２００Kgf/
mm2以上のものを使用し、ロープ心内部およびロープ心
と側ストランドの間に、エラストマーをロープ断面積比
で８〜１０％充填した。
レーン用などとして好適なこの種のワイヤロープを提供
することにある。 【構成】複数本の多層よりストランドを撚りあわせて構
成した心入りのワイヤロープにおいて、ロープ心と複数
本の側ストランドの素線として引張り強度が２００Kgf/
mm2以上のものを使用し、ロープ心内部およびロープ心
と側ストランドの間に、エラストマーをロープ断面積比
で８〜１０％充填した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はクレーンなどの荷役機械
用ロープとして好適な高強度ワイヤロープに関する。
用ロープとして好適な高強度ワイヤロープに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその技術的課題】クレーンで代表され
る荷役機械においては、荷物の吊り上げ吊り下し要素と
してワイヤロープが重要な地位を占め、かつ、そのワイ
ヤロープには高い強度(引張り強さ)が要求される。かか
る用途のワイヤロープとしては、旧来の６×３７ロープ
や６×１９に代わり、６×Ｆｉ(２５)や図３に示すよう
なIWRC６×Ｆｉ(２９)の構造が多く使用されている。
る荷役機械においては、荷物の吊り上げ吊り下し要素と
してワイヤロープが重要な地位を占め、かつ、そのワイ
ヤロープには高い強度(引張り強さ)が要求される。かか
る用途のワイヤロープとしては、旧来の６×３７ロープ
や６×１９に代わり、６×Ｆｉ(２５)や図３に示すよう
なIWRC６×Ｆｉ(２９)の構造が多く使用されている。
【０００３】一般にワイヤロープの強度Ｔは、素線の引
張り強さσｗと、ロープの断面積Ｓおよびより減り率ρ
によって次式のように表される。 Ｔ＝ρ×σｗ×Ｓ 従来、ワイヤロープの強度Ｔを大きくする方法として、
素線の引張り強さσｗを大きくする方法が採用されてお
り、その素線の引張り強さσｗを大きくする方法とし
て、高強度の原料線材を使用し、伸線工程での加工度を
大きくする手法が採られている。しかし、このように伸
線加工度を大きくした場合、素線の靭性が低下しやす
く、また、ワイヤロープに撚りあわせた場合に、より減
り率が通常の素線の場合よりも大きくなる。このような
ことから、素線の引張り強さを高くしても、期待したほ
どのワイヤロープ強度が得られないことが多かった。こ
のため、クレーンなどにおいて小型・軽量化を図るべく
ワイヤロープとして径が細くそれでいて強度の高い特性
が要望されているが、従来ではこのような性能のワイヤ
ロープを提供できなかった。
張り強さσｗと、ロープの断面積Ｓおよびより減り率ρ
によって次式のように表される。 Ｔ＝ρ×σｗ×Ｓ 従来、ワイヤロープの強度Ｔを大きくする方法として、
素線の引張り強さσｗを大きくする方法が採用されてお
り、その素線の引張り強さσｗを大きくする方法とし
て、高強度の原料線材を使用し、伸線工程での加工度を
大きくする手法が採られている。しかし、このように伸
線加工度を大きくした場合、素線の靭性が低下しやす
く、また、ワイヤロープに撚りあわせた場合に、より減
り率が通常の素線の場合よりも大きくなる。このような
ことから、素線の引張り強さを高くしても、期待したほ
どのワイヤロープ強度が得られないことが多かった。こ
のため、クレーンなどにおいて小型・軽量化を図るべく
ワイヤロープとして径が細くそれでいて強度の高い特性
が要望されているが、従来ではこのような性能のワイヤ
ロープを提供できなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は前記のような問
題点を解消するために創案されたもので、その目的とす
るところは、強度が高くしかも径が細く軽量な性能を持
ちクレーン用などとして好適なこの種のワイヤロープを
提供することにある。上記目的を達成するため本発明
は、ロープ心入りのフィラー型で代表されるワイヤロー
プにおいて、ロープ心と複数本の側ストランドの素線と
して引張り強度が２００Kgf/mm2以上のものを使用し、
ロープ心内部およびロープ心と側ストランドの間に、エ
ラストマーを、ロープ断面積比で８〜１０％充填した構
成としたものである。
題点を解消するために創案されたもので、その目的とす
るところは、強度が高くしかも径が細く軽量な性能を持
ちクレーン用などとして好適なこの種のワイヤロープを
提供することにある。上記目的を達成するため本発明
は、ロープ心入りのフィラー型で代表されるワイヤロー
プにおいて、ロープ心と複数本の側ストランドの素線と
して引張り強度が２００Kgf/mm2以上のものを使用し、
ロープ心内部およびロープ心と側ストランドの間に、エ
ラストマーを、ロープ断面積比で８〜１０％充填した構
成としたものである。
【０００５】以下本発明を添付図面に基いて詳細に説明
する。図１は本発明による高強度ワイヤロープをＩＷＲ
Ｃ６×Ｆｉ(２９)構造に適用した例を示している。もと
より本発明はこの構造に限定されるものではない。１は
ワイヤロープからなるロープ心であり、７本の素線１０
０からなるストランド１０を７本撚りあわせ、７×７構
造としたものである。２はフィラー型の６本の側ストラ
ンドであり、各側ストランド２は、径の太い心素線２０
と、これを囲む７本の素線２１と、それら素線間の谷間
に配された７本の細い素線２２と、最外層の１４本の素
線２３からなっている。
する。図１は本発明による高強度ワイヤロープをＩＷＲ
Ｃ６×Ｆｉ(２９)構造に適用した例を示している。もと
より本発明はこの構造に限定されるものではない。１は
ワイヤロープからなるロープ心であり、７本の素線１０
０からなるストランド１０を７本撚りあわせ、７×７構
造としたものである。２はフィラー型の６本の側ストラ
ンドであり、各側ストランド２は、径の太い心素線２０
と、これを囲む７本の素線２１と、それら素線間の谷間
に配された７本の細い素線２２と、最外層の１４本の素
線２３からなっている。
【０００６】３は前記ロープ心１と側ストランド２の間
に充填されたエラストマー層であり、該エラストマー層
３はロープ心１の全周を被覆するとともに、一部３０が
ストランド１０間の隙間からロープ心１の内部に浸透し
ている。エラストマー層３は、合成プラスチックでもよ
いが、一般的には、ゴムが用いられる。上記のような一
部がロープ心に浸透した構造を得るには、たとえば、ロ
ープ心１に生ゴムを覆い、加熱、加硫すればよい。使用
するゴムとしては、イソプレンゴム，スチレンブタジエ
ンゴム等をコンパウンドしたものなどが挙げられる。し
かし、それらゴムでさらに加硫後の硬さが６０〜８０の
特性のものが好ましい。その理由は、軟らか過ぎると変
形が大きいため緩衝効果が乏しく、硬過ぎると変形せず
に割れ等が発生するためである。また、ゴムの充填量
は、ロープ全体の断面積比で８〜１０％程度とすること
が好ましい。これは、８％未満ではゴム層が薄すぎるた
め、側ストランド２とロープ心１間およびロープ心内部
の緩衝材としての機能を十分に発揮できず、より減り率
を低減する効果が乏しくなるからである。一方、充填量
が１０％を超えると緩衝材の効果は十分であるが、仕上
りロープ径が太くなり過ぎ余ったゴムがストランドの間
から出る状態となるため、上限を規定したものである。
に充填されたエラストマー層であり、該エラストマー層
３はロープ心１の全周を被覆するとともに、一部３０が
ストランド１０間の隙間からロープ心１の内部に浸透し
ている。エラストマー層３は、合成プラスチックでもよ
いが、一般的には、ゴムが用いられる。上記のような一
部がロープ心に浸透した構造を得るには、たとえば、ロ
ープ心１に生ゴムを覆い、加熱、加硫すればよい。使用
するゴムとしては、イソプレンゴム，スチレンブタジエ
ンゴム等をコンパウンドしたものなどが挙げられる。し
かし、それらゴムでさらに加硫後の硬さが６０〜８０の
特性のものが好ましい。その理由は、軟らか過ぎると変
形が大きいため緩衝効果が乏しく、硬過ぎると変形せず
に割れ等が発生するためである。また、ゴムの充填量
は、ロープ全体の断面積比で８〜１０％程度とすること
が好ましい。これは、８％未満ではゴム層が薄すぎるた
め、側ストランド２とロープ心１間およびロープ心内部
の緩衝材としての機能を十分に発揮できず、より減り率
を低減する効果が乏しくなるからである。一方、充填量
が１０％を超えると緩衝材の効果は十分であるが、仕上
りロープ径が太くなり過ぎ余ったゴムがストランドの間
から出る状態となるため、上限を規定したものである。
【０００７】なお、前記ロープ心１と側ストランド７を
構成する各素線の引張り強度の下限は、素線の強度が小
さくなりすぎると所定のロープ強度が得られないため、
約２００Kgf/mm2以上、好ましくは２２０Kgf/mm2以上で
ある。上限は、３００Kgf/mm2以下で、かつ靭性低下の
少ない特性のものとすることが適当である。この理由を
述べると、原料線材は炭素含有量を多くし、Ｃｒなどの
強化元素を添加することによって強度を高くすることが
できる。しかし、中心偏析、変態時間の遅延などの不具
合が発生するため、実際上の原料線材の強度は１５０Kg
f/mm2以下程度とする必要がある。このような原料線材
を使用して伸線加工する場合、減面率で約９４％を超え
ると素線の靭性劣化が非常に大きくなる。したがって、
素線の強度は３００Kgf/mm2以下とする必要があるので
ある。
構成する各素線の引張り強度の下限は、素線の強度が小
さくなりすぎると所定のロープ強度が得られないため、
約２００Kgf/mm2以上、好ましくは２２０Kgf/mm2以上で
ある。上限は、３００Kgf/mm2以下で、かつ靭性低下の
少ない特性のものとすることが適当である。この理由を
述べると、原料線材は炭素含有量を多くし、Ｃｒなどの
強化元素を添加することによって強度を高くすることが
できる。しかし、中心偏析、変態時間の遅延などの不具
合が発生するため、実際上の原料線材の強度は１５０Kg
f/mm2以下程度とする必要がある。このような原料線材
を使用して伸線加工する場合、減面率で約９４％を超え
ると素線の靭性劣化が非常に大きくなる。したがって、
素線の強度は３００Kgf/mm2以下とする必要があるので
ある。
【０００８】このような高強度でかつ靭性低下の少ない
素線を得るには、炭素含有量の多い原料線材を使用す
る。すなわち、具体的には、成分組成として、Ｃ：０.
８５〜１.００wt％の過共析鋼に、強化元素としてＣｒ
を０.１〜０.５wt％添加したものが好適である。前記組
成にさらに、Ｓｉを０.１〜０．３wt％、Ｍｎを０.２５
〜０.３５wt％添加してもよい。そして、この原料線材
を熱処理後、冷間で引き抜き加工を施して素線を得る。
この伸線加工において、好ましくは、ダイスとしてアプ
ローチ角(2α)を通常の１０〜１２°よりも小さくした
ものすなわち８°以下にしたものを用い、直接冷却伸線
を行う。直接冷却伸線とは、ダイスの下流側に水を循環
させた冷却ボックスを設け、ダイスを通過した伸線直後
の素線を水の中に通して冷却する方式である。このダイ
ス条件と伸線条件を採用すれば、伸線加工時の発熱が少
なくなるため、所期の高強度かつ靭性低下の少ない素線
を得ることができる。なお、ロープ心１と側ストランド
２のより長さは、ロープ心径の６.５倍程度、側ストラ
ンド径の８倍程度とすることが望ましく、より角は６５
〜７０゜とすることが好ましい。
素線を得るには、炭素含有量の多い原料線材を使用す
る。すなわち、具体的には、成分組成として、Ｃ：０.
８５〜１.００wt％の過共析鋼に、強化元素としてＣｒ
を０.１〜０.５wt％添加したものが好適である。前記組
成にさらに、Ｓｉを０.１〜０．３wt％、Ｍｎを０.２５
〜０.３５wt％添加してもよい。そして、この原料線材
を熱処理後、冷間で引き抜き加工を施して素線を得る。
この伸線加工において、好ましくは、ダイスとしてアプ
ローチ角(2α)を通常の１０〜１２°よりも小さくした
ものすなわち８°以下にしたものを用い、直接冷却伸線
を行う。直接冷却伸線とは、ダイスの下流側に水を循環
させた冷却ボックスを設け、ダイスを通過した伸線直後
の素線を水の中に通して冷却する方式である。このダイ
ス条件と伸線条件を採用すれば、伸線加工時の発熱が少
なくなるため、所期の高強度かつ靭性低下の少ない素線
を得ることができる。なお、ロープ心１と側ストランド
２のより長さは、ロープ心径の６.５倍程度、側ストラ
ンド径の８倍程度とすることが望ましく、より角は６５
〜７０゜とすることが好ましい。
【０００９】本発明は、ロープ心１と側ストランド２を
構成する各素線の引張り強さを３００Kgf/mm2以下の高
強度に統一するため、強度を高くすることができる。し
かし、各素線の引張り強さを３００Kgf/mm2以下の高強
度にしてワイヤロープに撚りあわせただけでは、ストラ
ンド間に噛み合い作用による圧痕が発生し、素線本数が
多いこととあいまってより減り率が大きくなる。しか
し、本発明は、ロープ心１の外周をゴムで代表されるエ
ラストマーで被覆し、側ストランド２間にエラストマー
層３を介在させ、そのエラストマー層の一部をロープ心
１にまで浸透させている。このため、エラストマーの弾
性による緩衝作用によりロープ心１と側ストランド２が
直接接触せず、撚りあわせ時の噛み合いが防止される。
また、ロープ心１内部に浸透したエラストマーによって
ロープ心１を構成するストランド同士の噛み合いも低減
される。このため、より減り率を軽減することができ
る。
構成する各素線の引張り強さを３００Kgf/mm2以下の高
強度に統一するため、強度を高くすることができる。し
かし、各素線の引張り強さを３００Kgf/mm2以下の高強
度にしてワイヤロープに撚りあわせただけでは、ストラ
ンド間に噛み合い作用による圧痕が発生し、素線本数が
多いこととあいまってより減り率が大きくなる。しか
し、本発明は、ロープ心１の外周をゴムで代表されるエ
ラストマーで被覆し、側ストランド２間にエラストマー
層３を介在させ、そのエラストマー層の一部をロープ心
１にまで浸透させている。このため、エラストマーの弾
性による緩衝作用によりロープ心１と側ストランド２が
直接接触せず、撚りあわせ時の噛み合いが防止される。
また、ロープ心１内部に浸透したエラストマーによって
ロープ心１を構成するストランド同士の噛み合いも低減
される。このため、より減り率を軽減することができ
る。
【００１０】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。 〔実施例１〕ロープ心入りフィラー型ワイヤロープＩＷ
ＲＣ６×Ｆｉ(２９)に本発明を適用した。各素線は、化
学成分組成がＣ：０．９２％、Ｃｒ：０．２０％、Ｓ
ｉ：０．１２％，Ｍｎ：０．３０％、強度が１４３Kgf/
mm2の原料線材を使用し、伸線加工でアプローチ角８°
のダイスを使用し、直接冷却伸線を行うことで、引張り
強さ２７０Kgf/mm2としたものを使用した。素線径は以
下のとおりである。 δ3:０．９２mm、δ2:０．４２mm、δ1:１．０８mm、δ
0:１．５０mm、δ11:０.６２mm、δ10:０．６７mm、δ
01:０．６７mm、δ00：０．７６mm ゴムは加硫後の特性が硬さ７０のゴムコンパウンドを使
用し、これをロープ心を囲むように被せ、１５０℃×３
０分の条件で加熱、加硫し、心ロープを被覆すると同時
にロープ心の内部に浸透させた。ゴム充填量は断面積比
で９.３％とした。ついで、ゴム被覆の周りにフィラー
型２９本の側ストランドを配して撚りあわせた。ロープ
心のよりピッチは３９mmであり、側ストランドのよりピ
ッチは４２mm、より方向はＺよりとした。この結果、よ
り減り率１７.８％、直径１６mm、破断荷重が２７.８ｔ
ｆの特性のワイヤロープが得られた。
ＲＣ６×Ｆｉ(２９)に本発明を適用した。各素線は、化
学成分組成がＣ：０．９２％、Ｃｒ：０．２０％、Ｓ
ｉ：０．１２％，Ｍｎ：０．３０％、強度が１４３Kgf/
mm2の原料線材を使用し、伸線加工でアプローチ角８°
のダイスを使用し、直接冷却伸線を行うことで、引張り
強さ２７０Kgf/mm2としたものを使用した。素線径は以
下のとおりである。 δ3:０．９２mm、δ2:０．４２mm、δ1:１．０８mm、δ
0:１．５０mm、δ11:０.６２mm、δ10:０．６７mm、δ
01:０．６７mm、δ00：０．７６mm ゴムは加硫後の特性が硬さ７０のゴムコンパウンドを使
用し、これをロープ心を囲むように被せ、１５０℃×３
０分の条件で加熱、加硫し、心ロープを被覆すると同時
にロープ心の内部に浸透させた。ゴム充填量は断面積比
で９.３％とした。ついで、ゴム被覆の周りにフィラー
型２９本の側ストランドを配して撚りあわせた。ロープ
心のよりピッチは３９mmであり、側ストランドのよりピ
ッチは４２mm、より方向はＺよりとした。この結果、よ
り減り率１７.８％、直径１６mm、破断荷重が２７.８ｔ
ｆの特性のワイヤロープが得られた。
【００１１】比較のため、ゴムの充填量を７.８％、１
０.２％とするほか他の条件を同じにしてワイヤロープ
を得た。その結果、前者の場合、より減り率１６.７
％、直径１６mm、破断荷重が２８.０ｔｆであり、後者
の場合、より減り率１７.２％、直径１６mm、破断荷重
が２８．１ｔｆのワイヤロープ特性であった。さらに、
比較のため、従来のワイヤロープＩＷＲＣ６×Ｆｉ(２
９)を示す。各素線は引張り強さ１８０Kgf/mm2のものを
使用し、素線径を以下のものとした。 δ3:１．１４mm、δ2:０．５３mm、δ1:１．３３mm、δ
0:１．８６mm、δ11:０.８６mm、δ10:０．９３mm、δ
01:０．９３mm、δ00：１．０６mm この結果、より減り率２２．６％、直径２０mm、破断荷
重が２７．９ｔｆの特性のワイヤロープが得られた。
０.２％とするほか他の条件を同じにしてワイヤロープ
を得た。その結果、前者の場合、より減り率１６.７
％、直径１６mm、破断荷重が２８.０ｔｆであり、後者
の場合、より減り率１７.２％、直径１６mm、破断荷重
が２８．１ｔｆのワイヤロープ特性であった。さらに、
比較のため、従来のワイヤロープＩＷＲＣ６×Ｆｉ(２
９)を示す。各素線は引張り強さ１８０Kgf/mm2のものを
使用し、素線径を以下のものとした。 δ3:１．１４mm、δ2:０．５３mm、δ1:１．３３mm、δ
0:１．８６mm、δ11:０.８６mm、δ10:０．９３mm、δ
01:０．９３mm、δ00：１．０６mm この結果、より減り率２２．６％、直径２０mm、破断荷
重が２７．９ｔｆの特性のワイヤロープが得られた。
【００１２】図２は素線の引張り強さを１５０〜２８５
Kgf/mm2の間で種々に取った場合のより減り率の実測値
を、本発明(ゴム充填量９.１%)と従来とで比較したもの
で、本発明は適正範囲のゴム充填による緩衝作用によっ
て素線の引張り強さが高くても減り率が大きく軽減され
ることがわかる。このため、従来のワイヤロープと本発
明のワイヤロープは、破断荷重においてともに直径２０
mm、Ｂ種の規格値２７．６ｔｆをクリヤーしているもの
の、従来のワイヤロープはより減り率が高いため、直径
が太く、重い。これに対し、本発明は、強度は従来のも
のと同等でありながら、ロープ径を標準数列(JIS規格Z8
601)のＲ−２０で２サイズダウンさせることができ、し
たがって、ロープ重量を従来の６４％の軽量化を実現で
きるものである。
Kgf/mm2の間で種々に取った場合のより減り率の実測値
を、本発明(ゴム充填量９.１%)と従来とで比較したもの
で、本発明は適正範囲のゴム充填による緩衝作用によっ
て素線の引張り強さが高くても減り率が大きく軽減され
ることがわかる。このため、従来のワイヤロープと本発
明のワイヤロープは、破断荷重においてともに直径２０
mm、Ｂ種の規格値２７．６ｔｆをクリヤーしているもの
の、従来のワイヤロープはより減り率が高いため、直径
が太く、重い。これに対し、本発明は、強度は従来のも
のと同等でありながら、ロープ径を標準数列(JIS規格Z8
601)のＲ−２０で２サイズダウンさせることができ、し
たがって、ロープ重量を従来の６４％の軽量化を実現で
きるものである。
【００１３】
【発明の効果】以上説明した本発明によるときには、ロ
ープ心入りのフィラー型ワイヤロープにおいて、ロープ
心と複数本の側ストランドの素線として引張り強度が２
００Kgf/mm2以上のものを使用し、ロープ心内部および
ロープ心と側ストランドの間に、エラストマーをロープ
断面積比で８〜１０％充填したので、クレーンなどの荷
役機械用のワイヤロープに適した超高強度でかつ細く軽
量なワイヤロープを提供できるというすぐれた効果が得
られる。
ープ心入りのフィラー型ワイヤロープにおいて、ロープ
心と複数本の側ストランドの素線として引張り強度が２
００Kgf/mm2以上のものを使用し、ロープ心内部および
ロープ心と側ストランドの間に、エラストマーをロープ
断面積比で８〜１０％充填したので、クレーンなどの荷
役機械用のワイヤロープに適した超高強度でかつ細く軽
量なワイヤロープを提供できるというすぐれた効果が得
られる。
【図１】本発明による高強度ワイヤロープの一例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明と従来のＩＷＲＣ６×Ｆｉ(29)の素線引
張り強さとより減り率の関係を示すグラフである。
張り強さとより減り率の関係を示すグラフである。
【図３】従来のワイヤロープを示す断面図である。
１ ロープ心 ２ 側ストランド ３ エラストマー層
Claims (2)
- 【請求項１】複数本の多層撚りストランドを撚りあわせ
て構成した心入りのワイヤロープにおいて、ロープ心と
複数本の側ストランドの素線として引張り強度が２００
Kgf/mm2以上のものを使用し、ロープ心内部およびロー
プ心と側ストランドの間に、エラストマーをロープ断面
積比で８〜１０％充填したことを特徴とする高強度ワイ
ヤロープ。 - 【請求項２】素線として、Ｃ：０.８５〜１.００wt％の
過共析鋼にＣｒを０.１〜０.５wt％添加した線材から製
造されたものを使用する請求項１に記載の高強度ワイヤ
ロープ。
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